HIDRÁULICA GERAL 2ª LISTA DE EXERCÍCIOS
1. Determine a potênci de uma turbina do tipo Klapan pela qual esc a água com uma vazão de 1.200 l/s, c uja queda d’água é de 30,86m com perda de c arga de 0,86 m e rendimento do conjun to turbina-gerador igual a 90%. Dados: 1.000 / . Resposta: P = 317,8 k .
2. T endo em vista a i instalação elevatória esquematizada a seguir , dimensionar os diâmetros de recalq e e sucção, calcular a potência absorvida pel conjunto motorbomba e o custo men sal de com a energia elétrica, sabendo-se o seg uinte: Materialdatu bulação: ferro fundido Vazãoabom bear: 30 l/s Comprimento da tubulação de recalque: 100 m Comprimento da tubulação de sucção: 10 m Rendimento a bomba: 80% Rendimento o motor: 90% Preço médio do KWh: R$ 0,20 Fu ncionamen to contínuo. • • • • • • • •
Resposta: DR = 200 m ; DS = 250 mm; 9,81 l/s; P = 8,9 kW; R$ 1.296,00.
3.
Considere um edifíc io de 12 pavimentos e 3,15 m de pé direito (altura entre os pavimentos, incluind a espessura da laje). A bomba instalada no pis o do 1º pavimento deste edifício está a m acima do nível de água do reservatório inferiior. O reservatório superior está na élaje e forro l/h. do último pavimentoda e contém até agalvanizado, altura de 3 m. A vazão desejada de 16.200 O encanamento sucção água é de aço com 75 mm de diâmetro, m de comprimento e contém 1 válvula de pé c m crivo e 1 curva de 90º. O encanam nto do recalque é também de aço galvanizad , com 50 mm de diâmetro, com 42 m de comprimento e contém 1 válvula de retenç o do tipo leve, 1 registro de gaveta e 2 curvas de 90º. Calcular a potência do conju nto motor-bomba, supondo o r endiment o da bomba igual a 60% e do motor igual a 77%. Resposta: P = 6,6 CV.
1
4. Uma bomba é instalada numa adutora de 250 mm de diâmetro, 5 km de extensão e coeficiente de perda de carga da Fórmula Universal igual a 0,020. Esta adutora interliga dois reservatórios cuja diferença entre os níveis de água é de 15,0 m. Conhecendo as características da bomba, apresentada no quadro a seguir e desprezando as perdas de carga localizada na adutora, pede-se a vazão total bombeada no ponto de trabalho. Q 0 (m3/s) Hm 80,0 (m)
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
79,0
77,0
73,8
70,0
65,0
59,0
52,0
43,0
35,0
25,0
Resposta: QT = 267 m 3/h.
5. Uma bomba movida com um motor de 3.500 rpm deve trabalhar num sistema cuja altura máxima de sucção é de 2,0 m. Verificar se esta bomba cavita ao trabalhar com uma vazão de 10 l/s. Considerar: 9,8
0,2
• • • •
diâmetro de susção = 100 mm; comprimento da tubulação de sucção = 7,0 m; coeficiente de perda de carga da fórmula de Hazen-Willians: C = 130; desprezar as perdas de cargas localizadas.
Resposta: Não cavita.
6. Determine os parâmetros característicos (A, P, B, y, yh, Rh) da travessia do rio Jacaré, na rodovia Fernão Dias a partir da seção esquematizada abaixo. Supondo que a velocidade média de escoamento é de 2,50 m/s, calcular a vazão máxima passível de ser escoada sob a ponte. A viga (longarina) da ponte possui uma altura de 1,50 m.
Resposta: A = 242,00 m2; B = 4 0,00 m; P = 46,68 m; yh = 6,05 m; Rh = 5,18 m; Qmax = 605 m3/s.
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7. Determine a capacidade de vazão do canal trapezoidal de largura de base de 3,00 m, taludes laterais 1,5(H):1,0(V), profundidade de 2,60m, declividade longitudinal de 0,1% e revestimento de gabiões. Resposta: Q = 24,2 m 3/s.
Fórmulas: - Equação da Continuidade ou Princípio da Conservação da Massa: ∴ . !
. !
- Equação de Bernoulli: " # $&% # '.)%( * # $&( # '.)( # + - Área da Circunferência: ! - .
(
3454' ( ,6 - Fórmula Universal das Perdas de Carga: + 4)4 , onde: @,>A ( 7:;/< =,> ?B;C,DEF I,J L%,K@ - Fórmula de Hazen-Willians: + G 4 H , onde G %,K@ 4 A,K> ( - Expressão Geral das Perdas de Cargas Localizadas: +5 M N 4 O 4 '4)
- Método dos Comprimentos Virtuais: +5 M HP 4O 4
G
- Aceleração da gravidade: 9,81 /Q - Potência da Turbina: 9,81
4 4 4 R 4 O , onde O O 4 OS U &4L4T V64 ; onde: O OW 4 OX
- Potência do Conjunto Moto-bomba:
- Altura Manométrica: R + # +Y # +Z # +Y - 1 CV = 735,5 W _ _d - [\R]^$ `aU & b c+Z # & # +Z e - [\Rfgh
0,0012 4O / 4 /
- Não cavita se:
_ZTijkl , m [\R fgh
- Raio Hidráulico: nT o_p p - Vazão no Canal: 4! 4n T/ 4 q/
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